DE102013001681A1

DE102013001681A1 - Ausgleichsbehälter des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine

Info

Publication number: DE102013001681A1
Application number: DE201310001681
Authority: DE
Inventors: Albert KIENER; Andreas Meier
Original assignee: Kunststoff Schwanden AG
Current assignee: Kunststoff Schwanden AG
Priority date: 2012-03-08
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-09-12
Also published as: CH706212B1; CH706212A2

Abstract

Der Ausgleichsbehälter des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine besteht aus einer unteren und einer oberen gewölbten, in Kunststoffspritztechnik ausgebildeten, Innenwände (9, 10, 13, 14) aufweisenden Behälterschale (6, 7), die entlang ihrer Ränder (8) miteinander verschweisst sind. Er hat einen oberen und unteren Anschlussstutzen (4, 5) und eine verschliessbare Füllöffnung (2). Die Innenwände (19 (9, 10. 13, 14) des Ausgleichsbehälters verlaufen vertikal zu der die Ränder (8) der Behälterschalen (6, 7) einschliessenden Ebene, so dass in Abstand vom Behälterumfang mindestens eine Innenkammer (11) gebildet ist, die durch Öffnungen (18) mit mindestens einer Aussenkammer (15, 16, 17) verbunden ist. Der obere Anschlussstutzen (4) geht im Behälter (1) in einen einstückig mit der oberen Behälterschale (7) geformten Tauchkanal (19) über, der sich bis über die Ebene (8) zwischen beiden Behälterschalen (6, 7) hinaus nach unten in eine flüssigkeitsgefüllte Aussenkammer (16) der unteren Behälterschale (6) hinein erstreckt. Der Behälter ermöglicht innerhalb des Kühlsystems eine besonders wirksame Trennung zwischen Kühlflüssigkeit und Luft.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ausgleichsbehälter des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer unteren und einer oberen gewölbten, in Kunststoffspritztechnik ausgebildeten, Innenwände aufweisenden Behälterschale, die entlang ihrer Ränder miteinander verschweisst sind und mit einem oberen und unteren Anschlussstutzen und einer verschliessbaren Füllöffnung, wobei die Innenwände vertikal zu der die Ränder der Behälterschalen einschliessenden Ebene zwischen beiden Behälterschalen verlaufen und in Abstand vom Behälterumfang mindestens eine Innenkammer bilden, die durch Öffnungen mit mindestens einer somit gebildeten Aussenkammer verbunden ist.
Bei Kunststoffbehältern dieser Art ist es fertigungstechnisch vorteilhaft, die Behälterschalen durch Schweissen miteinander dicht zu verbinden und die Dichtheit anschliessend zu überprüfen. Die Schweissverbindung an einer Innenkammer des Behälters ist jedoch unzugänglich und folglich nicht kontrollierbar. Sie kann ausserdem infolge von Verformungen des Behälters unter den beim Betrieb auftretenden Temperatur- und Druckschwankungen zerstört werden, so dass die Funktion der Wände solcher Innenkammern beeinträchtigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Behälter der genannten Art zu finden, der einfach und damit kostengünstig herstellbar ist und der eine zuverlässige und verbesserte Abtrennung von Flüssigkeit aus einem in ihn einströmenden Gemisch aus Flüssigkeit und Dampf oder Luft gewährleistet.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass der Zulaufstutzen sich im Behälter in einen einstückig mit der oberen Behälterschale geformten Zuströmkanal fortsetzt, der sich bis über die beide Behälterschalen begrenzende Trennebene hinaus nach unten in eine Aussenkammer der unteren Behälterschale hinein erstreckt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche und der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigt:
1 einen längs gerichteten Vertikalschnitt durch einen erfindungsgemässen Ausgleichsbehälter in geneigter Einbauposition,
2 eine Aufsicht auf den Behälter nach 1,
3 einen versetzten Teilschnitt entlang der Linie II-II der 2,
4 einen vergrösserten Ausschnitt aus der Darstellung in 3 im Bereich eines Rückschlagventils,
5 eine perspektivische Ansicht von unten, gegen einen den Zuströmkanal des Behälters aufweisenden Bereich der Oberschale des Behälters mit eingesetztem Rückschlagventil und
6 eine Darstellung entsprechend 5, jedoch ohne eingesetzte Ventilkappe.
Der Ausgleichsbehälter 1 hat eine obere Füllöffnung 2 mit einem Füllstutzen 3, der zur Aufnahme und Verriegelung eines mit einem Überdruckventil ausgerüsteten Verschlussdeckels vorgesehen ist. Für Schlauchverbindungen mit dem Kühlsystem einer Verbrennungskraftmaschine hat der Ausgleichsbehälter 1 ausserdem einen oberer und unterer Anschlussstutzen 4, 5.
Aufgrund der im Kühlsystem auftretenden hohen Temperatur- und Druckunterschiede ist der Ausgleichsbehälter 1 grossen Belastungen ausgesetzt. Durch seine Ausbildung im Kunststoffspritzverfahren aus zwei gewölbten und durch Schweissen miteinander verbundenen Behälterschalen 6, 7 und seine resultierende Kugel- oder Eiform können bei relativ geringem Materialaufwand entsprechende Kräfte schadensfrei aufgenommen werden. Ausserdem haben die Behälterschalen 6, 7 senkrecht zur Verbindungsebene 8 zwischen ihnen verlaufende, umlaufende Innenwände 9, 10, durch die eine Innenkammer 11 des Behälters 1 gebildet wird. Weitere von der Innenkammer 11 zur Behälterwand 12 nach aussen gerichtete Radialwände 13, 14 bilden zusätzliche Innenkammern 15, 16, 17, die durch in ihnen vorgesehene Öffnungen 18 miteinander kommunizieren und als Schwallwände zur Strömungsberuhigung und Trennung zwischen flüssiger und gasförmiger Phase des zu- oder abströmenden Kühlmediums beitragen.
Um beim Zu- oder Abströmen durch den zum oberen Bereich eines Fahrzeugkühlers führenden oberen Anschlussstutzen 4 die Trennung zwischen Kühlflüssigkeit und Dampf oder Luft zu begünstigen und beim Rücksaugen nur Flüssigkeit zurückzuleiten, setzt sich dieser Anschlussstutzen im Behälter 1 in einen Tauchkanal 19 fort, der einstückig an die obere Behälterschale 7 angeformt ist und sich bis über die Verbindungsebene 8 zwischen beiden Behälterschalen 6, 7 hinaus nach unten erstreckt und somit in die stets im Behälter 1 verbleibende Flüssigkeit eintaucht.
Diese Erstreckung des Tauchkanals 19 über die Verbindungsebene 8 oder Formebene 8 hinweg nach unten, ohne dass auf das vorteilhafte Verbinden beider Behälterschalen 6, 7 im Spiegelschweissverfahren verzichtet werden muss, wird dadurch möglich, dass in der Spiegelschweissplatte eine das Tauchrohr in ausreichendem Abstand umschliessende Aussparung vorgesehen wird.
Für eine wirkungsvolle Abtrennung von Luft oder Dampf im Ausgleichsbehälter 1 ist weiterhin entsprechend den Darstellungen in 3, 5 und 6 im oberen Bereich der Wand 20 des Tauchkanals 19 ein in Richtung zum Behälterinnenraum bzw. zur einer Innenkammer 16 hin öffnendes Rückschlagventil 21 eingesetzt.
Das Rückschlagventil 21 besteht beispielsweise aus einer Gummikappe mit einem zentralen, in einer Eingriffsöffnung 22 eines ebenen Bereichs der Kanalwand 20 verankerten Befestigungszapfen 23 und einem die Ventilbewegung elastisch ausführenden Kappenrand 24, der sich über die Eingriffsöffnung 22 herum angeordnete Ventilöffnungen 25 erstreckt und dichtend an der Kanalwand 20 anliegt.
Wenn z. B. ein Wasser-Luft- bzw. Dampfgemisch vom Fahrzeugkühler aus über den oberen Anschlussstutzen 4 in den Ausgleichsbehälter strömt, so öffnet sich das im oberen Bereich des Tauchrohres 19 angeordnete Rückschlagventil 21, so dass der Gasanteil, d. h. Dampf oder Luft, direkt in den oberen Bereich der zentralen Innenkammer 11 überströmt, anstatt über das Tauchrohr 19 nach unten in das im Ausgleichsbehälter 1 gespeicherte Wasser zu strömen und dies aufzuwirbeln. Entsteht jedoch aufgrund Abkühlung im Kühlsystem des Fahrzeuges und folglich auch am oberen Anschlussstutzen 4 ein Unterdruck, so schliesst sich das Rückschlagventil 21, so dass das in die Flüssigkeit eintauchende Tauchrohr 19 nur Kühlflüssigkeit ansaugt und in das Kühlsystem des Fahrzeuges zurückleitet.
Vorzugsweise erhält der Ausgleichsbehälter 1 durch entsprechend aussen an ihm angeformte Halterungen 26 eine schräge Einbauausrichtung, so dass er die in 1 dargestellte Position einnimmt, in der sich seine Füllöffnung 2 im obersten Behälterbereich befindet und der Ansaugbereich des Tauchrohres 19 im untersten Behälterbereich.

Claims

Ausgleichsbehälter des Kühlsystems einer Verbrennungskraftmaschine, mit einer unteren und einer oberen gewölbten, in Kunststoffspritztechnik ausgebildeten, Innenwände (9, 10, 13, 14) aufweisenden Behälterschale (6, 7), die entlang ihrer Ränder (8) miteinander verschweisst sind und mit einem oberen und unteren Anschlussstutzen (4, 5) und einer verschliessbaren Füllöffnung (2), wobei die Innenwände (9, 10. 13, 14) vertikal zu der die Ränder (8) der Behälterschalen (6, 7) einschliessenden Ebene zwischen beiden Behälterschalen verlaufen und in Abstand vom Behälterumfang mindestens eine Innenkammer (11) bilden, die durch Öffnungen (18) mit mindestens einer somit gebildeten Aussenkammer (15, 16, 17) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Anschlussstutzen (4) sich im Behälter (1) in einen einstückig mit der oberen Behälterschale (7) geformten Tauchkanal (19) fortsetzt, der sich bis über die Ebene (8) zwischen beiden Behälterschalen (6, 7) hinaus nach unten in eine Aussenkammer (16) der unteren Behälterschale (6) hinein erstreckt.
Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der der Innenkammer (11) zugekehrten Seite des Tauchkanals (19) ein in Richtung zum Behälterzentrum öffnendes Rückschlagventil (21) angeordnet ist.
Ausgleichsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkanal (19) zumindest teilweise durch ebene Kanalwände (20) begrenzt ist, wobei das Rückschlagventil (21) in einer ebenen Kanalwand (20) vorgesehen ist.
Ausgleichsbehälter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schliesskörper des Rückschlagventils (21) die Form einer elastischen Kappe mit einem zentralen, in der ebenen Kanalwand (20) verankerten Haltezapfen (23) hat, wobei in der Kanalwand (20) von der Kappe überdeckte Ventilöffnungen (25) vorgesehen sind.
Ausgleichsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an ihm für den geneigten Einbau im Motorraum eines Fahrzeuges bestimmte Halterungsmittel (26) angeformt sind, so dass die Füllöffnung (2) sich im obersten Bereich des Behälters (1) befindet.